[发明专利]具有唯一相位角的换挡机构

说明书

本发明公开了一种具有唯一相位角的换挡机构及其控制方法，包括电机、第一轴、第二轴、齿毂、齿套；齿毂刚性布置在第一轴或第二轴上，齿套同轴布置在齿毂外侧，并通过花键与齿毂滑动连接；电机的输出轴与第一轴或第二轴固定连接，还包括至少一组相位角同步组件，每组相位角同步组件包括一结合齿和一同步环，结合齿与第一轴或第二轴传动连接，结合齿、同步环与齿毂同轴布置，且同步环设于结合齿和齿毂之间；本发明齿套朝向结合齿滑动时，能够驱动同步环压紧结合齿，使结合齿与齿套趋向同速转动；在其同速转动后，同步环能够脱离接触结合齿；在其脱离接触后，齿套能够与结合齿在设定唯一相位角处接合。

技术领域

本发明涉及车辆传动系统技术领域，特别是涉及一种用于发动机的具有唯一相位角的换挡机构。

背景技术

在发动机系统中，各个汽缸根据设定的顺序依次完成进气、压缩、做功、排气过程。为了确保各个汽缸严格的按照设定的顺序完成各个工作，通常使用两根凸轮轴分别控制各个气缸的进气和排气、使用一根曲轴接收各个气缸的动力。

为了降低能耗，出现了发动机停缸技术，根据发动机功率的需求启动相应数量的气缸。而由于各个气缸之间具有严格的相位角度对应关系，因此，在重新启动停止气缸时，不但要带动气缸运行，并且要求各工作气缸间的相位角度满足设定的对应关系。

在目前的部件连接技术中，主要采用摩擦式的同步方式以降低冲击，如发动机离合器和变速器中的同步器均采用摩擦的方式同步连接机构两端部件，但是，由于摩擦机构的结构限制，无法确定最终同步时连接机构两端部件的相位角度对应关系。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供具有相位角同步装置的换挡机构，通过不均匀设定花键齿全高的方式使得同步装置两端具有唯一的相位角度对应关系，并采用本发明设定的同步异步的控制方法完成换挡过程，实现具有转速差的两个部件平稳的按设定相位角接合。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有唯一相位角的换挡机构，包括电机、第一轴、第二轴、齿毂、齿套；所述齿毂刚性布置在所述第一轴或所述第二轴上，所述齿套同轴布置在所述齿毂外侧，并通过花键与所述齿毂滑动连接；所述电机的输出轴与所述第一轴或所述第二轴固定连接，其特征在于：还包括至少一组相位角同步组件，每组所述相位角同步组件包括一结合齿和一同步环，所述结合齿与所述第一轴或所述第二轴传动连接，所述结合齿、所述同步环与所述齿毂同轴布置，且所述同步环设于所述结合齿和所述齿毂之间；

所述齿套能够朝向所述结合齿滑动，并驱动所述同步环压紧所述结合齿，使所述结合齿与所述齿套趋向同速转动；在其同速转动后，所述同步环能够脱离接触所述结合齿；在其脱离接触后，所述齿套能够与所述结合齿在设定唯一相位角处接合。

作为本发明的进一步改进，所述齿套设有至少一个与其他齿槽的齿槽全高不同的异形齿槽，所有异形齿槽不构成中心对称；所述结合齿上对应设有与所述异形齿槽接合的异形齿，且所述结合齿朝向所述同步环的一侧设有第一摩擦面；所述同步环设有对应所述第一摩擦面的第二摩擦面，所述同步环设有对应所述齿套的内花键的外花键，所述同步环的外花键与所述齿套的内花键设有相对的倒角。

作为本发明的进一步改进，所述齿套上布置的异形齿槽的数量为一个或两个或三个。

作为本发明的进一步改进，设有一组所述相位角同步组件，所述齿毂刚性布置在所述第二轴上，所述电机的输出轴与所述第一轴固定连接；所述结合齿与所述第一轴刚性连接，所述第二轴与所述第一轴通过轴承滚动的布置在同一轴线上。